資源簡介

專題強化練5　物質的量在氧化還原反應計算中的應用
1.紀錄片《神秘的古文明——三星堆》介紹了大量造型精美的青銅器,震驚世人。剛發掘的青銅器表面有很多銅銹(主要成分是氯化亞銅和堿式碳酸銅),可以用稀硫酸除去,涉及的氧化還原反應是2CuCl+H2SO4 2HCl+CuSO4+Cu。下列有關該反應的敘述中,正確的是 (　　)
A.CuCl只是還原劑
B.CuCl只是氧化劑
C.氧化劑和還原劑的物質的量之比為1︰1
D.生成1 mol Cu,轉移電子的物質的量為2 mol
2.《本草綱目》中記載:“(火藥)乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合,以為烽燧銃機諸藥者。”火藥燃燒爆炸時發生的反應為S+2KNO3+3C K2S+N2↑+3CO2↑。下列有關說法錯誤的是 (　　)
A.氧化產物與還原產物的物質的量之比為3∶2
B.反應每轉移6 mol電子,則能生成11.2 L N2
C.每生成11 g K2S,轉移電子的物質的量為1.2 mol
D.該反應中分別被S和硝酸鉀氧化的碳原子數之比為1∶5
3.將24.6 g由Na2O2與NaHCO3組成的固體混合物在密閉容器中加熱至完全反應,冷卻至室溫測得放出的氣體只有O2,且其質量為1.6 g,則下列說法中不合理的是 (　　)
A.過氧化鈉可能全部參加反應
B.反應充分后的固體可能為混合物
C.最后剩余的固體的質量可能為23 g
D.原固體混合物中過氧化鈉與碳酸氫鈉的質量之比為30∶83
4.(經典題)將一定量的氯氣通入60 mL 10.00 mol/L的KOH濃溶液中,加熱少許時間后,恰好完全反應,測得溶液中含氯元素的離子有Cl-、ClO-、Cl。下列說法不正確的是 (　　)
A.一共消耗了0.3 mol氯氣
B.當溶液中c(ClO-)∶c(Cl)=5∶1時,反應的離子方程式為8Cl2+16OH- 10Cl-+5ClO-+Cl+8H2O
C.若反應中轉移的電子為n mol,則0.5D.反應生成的ClO-、Cl有一定的氧化性
5.實驗室中利用固體KMnO4進行如圖實驗,下列說法錯誤的是(　　)
A.G與H均為氧化產物
B.Mn元素至少參與了3個氧化還原反應
C.G與H的物質的量之和可能為0.25 mol
D.G與H的物質的量之和最少為0.2 mol
答案與分層梯度式解析
1.C 2.B 3.D 4.C 5.C
1.C　CuCl在酸性條件下發生歧化反應,CuCl既是還原劑又是氧化劑,A、B均錯誤;2 mol CuCl參加反應,1 mol被還原生成Cu,1 mol被氧化生成CuSO4,即氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶1,C正確;根據Cu元素化合價變化可知,生成1 mol Cu時轉移1 mol電子,D錯誤。
2.B　由該反應及S(0→-2)、N(+5→0)、C(0→+4)元素化合價變化可知,氧化產物為CO2,還原產物為K2S和N2,則氧化產物與還原產物的物質的量之比為3∶2,A正確;反應中轉移12 mol電子時生成1 mol N2,而反應轉移6 mol電子時,生成0.5 mol N2,未給出氣體所處的狀況,無法計算其體積,B錯誤;根據反應的化學方程式可知,生成11 g K2S即0.1 mol K2S時,轉移1.2 mol電子,C正確;1個S得2個電子,2個N得10個電子,故反應中氧化的碳原子數之比為1∶5,D正確。
3.D　加熱時,涉及的反應可能為2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,2H2O+2Na2O2 4NaOH+O2↑,2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2。冷卻至室溫,放出的O2為1.6 g即0.05 mol,若O2全部是由Na2O2與CO2反應生成的,則n(CO2)=n(Na2O2)=0.1 mol,m(Na2O2)=7.8 g,n(NaHCO3)=2n(CO2)=
0.2 mol,m(NaHCO3)=16.8 g,7.8 g+16.8 g=24.6 g,此時NaHCO3、Na2O2完全反應,剩余固體為Na2CO3;若Na2O2過量,Na2O2與CO2、H2O反應后有剩余,放出的氣體只有O2,剩余固體為NaOH、Na2CO3、Na2O2。根據上述分析可知,A、B正確。最后剩余的固體的質量可能為
24.6 g-1.6 g=23 g,C正確。當Na2O2過量時,由n(O2)=0.05 mol可知,n(CO2)=n(H2O)=0.05 mol,則n(NaHCO3)=0.1 mol,m(NaHCO3)=8.4 g,則m(Na2O2)=16.2 g,原固體混合物中Na2O2與NaHCO3的質量比為16.2∶8.4=27∶14;當Na2O2完全反應時,原混合物中Na2O2與NaHCO3的質量比為7.8∶16.8=13∶28,D錯誤。
4.C　60 mL 10.00 mol/L的KOH濃溶液中,含0.6 mol KOH,根據K、Cl原子守恒可知Cl-、ClO-、Cl總物質的量為0.6 mol,則反應消耗0.3 mol Cl2,A正確。溶液中c(ClO-)∶c(Cl)=5∶1時,即生成ClO-、Cl個數比為5∶1,由得失電子守恒可知,溶液中Cl-、ClO-、Cl數目之比為10∶5∶1,其離子方程式為8Cl2+16OH- 10Cl-+5ClO-+Cl+8H2O,B正確。若反應只生成Cl-、ClO-,且n(Cl-)+n(ClO-)=0.6 mol,則溶液中n(Cl-)=n(ClO-)=0.3 mol,反應轉移0.3 mol電子;若只生成Cl-、Cl,且n(Cl-)+n(Cl)=0.6 mol,由得失電子守恒可知n(Cl-)∶n(Cl)=5∶1,此時反應轉移0.5 mol電子,由于同時生成Cl-、ClO-、Cl,則轉移電子數為0.3名師點津　C項在確定n的范圍時,可假設反應中只生成Cl-、ClO-,可計算轉移電子數n1;再假設反應中只生成Cl-、Cl,可計算轉移電子數n2;由于Cl-、ClO-、Cl同時存在,即可確定n的取值范圍在n1~n2間,解答本題用到得失電子守恒法、極端假設法等。
5.C　加熱KMnO4時發生反應①2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,所得固體為K2MnO4、MnO2或K2MnO4、MnO2、KMnO4,K2MnO4和濃鹽酸加熱時發生反應②K2MnO4+8HCl(濃) 2KCl+MnCl2+2Cl2↑+4H2O,MnO2和濃鹽酸加熱時發生反應③MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O,若KMnO4有剩余,還發生反應④2KMnO4+16HCl(濃) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。O2和Cl2均為氧化產物,A正確;Mn元素至少參與了①②③三個反應,也可能發生反應④,B正確;若KMnO4只發生反應①,生成0.05 mol O2,反應②、③共生成0.15 mol Cl2,此時G和H的物質的量之和為0.2 mol;若KMnO4未發生反應①,整個過程中只發生反應④可生成0.25 mol Cl2,但①②③反應肯定發生,氣體中一定含O2,則最終所得氣體的物質的量小于0.25 mol,C錯誤;若只發生反應①②③,產生氣體的物質的量最少,為0.2 mol,D正確。
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